多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作

1、實(shí)驗(yàn)：電流表的改裝與校準(zhǔn)多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作課題電流表的改裝與校準(zhǔn)多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作教學(xué)目的與要求：通過(guò)本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。學(xué)會(huì)校準(zhǔn)電流表設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)：測(cè)定表頭內(nèi)阻。本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：采用教師問(wèn)，學(xué)生答形式。1如何測(cè)定表頭內(nèi)阻？2如何改裝成電流表、多量程電流表？課堂練習(xí)、作業(yè)：【討論題】1.將100pA的表頭改裝成10mA的電流表，你有什么方法？將1OOpA的表頭改裝成多量程的250pA,10mA,100mA的電流表，你有什么辦法？【思考題】如何用半

2、篇法，替代法測(cè)量表頭的內(nèi)阻R?如何擴(kuò)大微安表的量程，如何校準(zhǔn)電流表？根據(jù)我國(guó)國(guó)標(biāo)(GB)規(guī)定，電表分哪7個(gè)等級(jí)？測(cè)量值的絕對(duì)誤差如何計(jì)算？本實(shí)驗(yàn)中的滑線變阻器在連接上和作用上有何不同？校正電流表時(shí)發(fā)現(xiàn)改裝表的讀數(shù)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏高，試問(wèn)要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)值，改裝表的分流電阻應(yīng)調(diào)大還是調(diào)小？本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：1表頭內(nèi)組的測(cè)量。改裝成電流表的分流電阻。多量程電流表的設(shè)計(jì)與改裝。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.通過(guò)本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。學(xué)會(huì)校準(zhǔn)電流表設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。2.實(shí)驗(yàn)儀器微安表（量程100A）二個(gè)，毫安表（量程15mA）,ZX21型旋轉(zhuǎn)式電阻箱，滑線變阻器（0100Q）

3、，直流穩(wěn)壓電源（015V），單刀雙擲開(kāi)關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)工作中，我們往往要用不同量程的電流表或電壓表來(lái)測(cè)量大小懸殊的電流或電壓。例如從幾微安到幾十安，從幾毫伏到幾千伏。但電表廠一般只制造若干規(guī)格的微安表和毫安表（通常稱為表頭），我們可以根據(jù)實(shí)際需要，用并聯(lián)分流電阻或串聯(lián)分壓電阻的方法，把它們改裝成不同量程的電流表和電壓表。（1）擴(kuò)大微安表的量程若要擴(kuò)大微安表（或毫安表）的量程，只要在微安表兩端并聯(lián)一個(gè)低電阻Rs,（稱為分流電阻）即可，如圖1所示。由于并聯(lián)了分流電阻Rs，大部分電流將從Rs流過(guò)，這樣由分流電阻Rs和表頭組成的sss整體就可以測(cè)量較大的電流了。設(shè)微安表的量程Ig，內(nèi)

4、阻為Rg，若要把它的量程擴(kuò)大為I。分流電阻Rs應(yīng)當(dāng)多大？s當(dāng)AB間的電流為10時(shí)，流過(guò)微安表的電流為Ig（這時(shí)微安表的0g指針剛好指到滿刻度），流過(guò)Rs的電流Is=I0-Ig,由于并聯(lián)電路兩端電壓相等，故（I-1）R二IRR=gR（1）0gsggsII0g通常取l0=10lg,100lg，故分流電阻Rs一般為Rg/9,Rg/99,。0ggsgg即：要把表頭的量程擴(kuò)大m倍，分流電阻應(yīng)取r=sm1（2）表頭內(nèi)阻的測(cè)量（半偏法替代法）由（1）式知在改裝電表前首先應(yīng)知道表頭的內(nèi)阻Rg。g測(cè)量微安表內(nèi)阻Rg的方法很多在實(shí)驗(yàn)課上已經(jīng)使用了半偏法g測(cè)電表的內(nèi)阻這里咱們主要用代替法測(cè)量表頭的內(nèi)阻即將被測(cè)表M和

5、另一微安表N串聯(lián)起來(lái)再在兩端加一定的電壓VAC使N的讀數(shù)等于某一定值ln（ln一般為滿度的三分之二為宜），如圖2（左圖）所示。然后保持VAC不變，用電阻箱R取代M，如圖2（右圖）所示，使N的讀數(shù)仍為ln，此時(shí)R的阻值就等于微安表M的內(nèi)阻Rg。ng實(shí)驗(yàn)步驟（1）測(cè)量微安表M的內(nèi)阻1）按圖3接好線路，圖中E為穩(wěn)壓電源，叫即電源開(kāi)關(guān)，代為滑線變阻器，R2為ZX21型電阻箱，K2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，M和N是兩個(gè)同型號(hào)的微安表。請(qǐng)教師檢查后，再進(jìn)行下面的步驟?；瑒?dòng)滑線變阻器R1的滑動(dòng)觸頭，將A與滑動(dòng)觸頭間的電阻調(diào)至最小，單刀雙擲開(kāi)關(guān)匕扳向l，打開(kāi)穩(wěn)壓電源E的開(kāi)關(guān)K1，將E的輸出電壓調(diào)到2V。然后移動(dòng)R1的滑

6、動(dòng)觸頭，使微安表N的讀數(shù)為60.0yA。以后不能再移動(dòng)R1的滑動(dòng)觸頭，以保持電壓不變。因?yàn)槲脖鞰的內(nèi)阻約為2000Q,故先將R2調(diào)到2000Q，再把K2扳向2，仔細(xì)調(diào)節(jié)R2，使N的讀數(shù)仍為60.0yA，此時(shí)R2的阻值就等于微安表M的內(nèi)阻，記下M的內(nèi)阻RgOg(2)把量程為100yA的微安表改裝成量程為10mA的毫安表Ig=100yA,I0=10mA，根據(jù)(1)式計(jì)算出微安表M的分流電阻g0Rs。按圖4接好電路。調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值等于Rs。這樣虛線框圖4內(nèi)由分流電阻Rs和表頭組成的s整體就成為量程為10mA的毫安表了。圖中的毫安表作為標(biāo)準(zhǔn)表，用來(lái)校準(zhǔn)改裝成的毫安表。打開(kāi)K1，將電源E的輸出電

7、壓仍保持為2V,調(diào)節(jié)A、C之間的電壓VAC，當(dāng)微安表M的讀數(shù)IW，分別為lOO.OyA,90.0yA，IO.OrA,0.0yA（相當(dāng)于改裝毫安表的讀數(shù)IG分別為10.0mA,9.0mA，1.0mA,0.0mA）時(shí)，記下標(biāo)準(zhǔn)毫安表對(duì)應(yīng)的讀數(shù)IB。4）以IG為橫坐標(biāo)，I二（IB一lG）為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出IIG校準(zhǔn)曲線（應(yīng)將各點(diǎn)連成折線，而不是光滑曲線）。以后使用改裝的毫安表時(shí)，可以根據(jù)校準(zhǔn)曲線修正毫安表的讀數(shù)。校準(zhǔn)曲線可參考圖5所示。-0*0：1圖52-11z)1、/45、6/一7I(mA)2-Zi/(mA)5）實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理（1）測(cè)量微安表M的內(nèi)阻R二g（2）把量程為100的微安表改裝

8、成量程為10mA的毫安表Rs二Q（3）把量程為100gA的微安表改裝成量程為250pA,10mA,100mA的多量程電流表表頭參數(shù)：lg=100微安Rg=2000歐姆要求改裝為多量程電表，其中多量程電流表的量程為250微安、1mA,10mA,電路如圖6所示。250pA,1mA,10mA分別比100pigR-gRiR-2RsA擴(kuò)圖6ABCD大了2.5倍、10倍和100倍。所以根據(jù)電流表量程的擴(kuò)展原則得：廣R=1(R+R+R)1100-1g23（R1+R2）=右（Rg+R3）(R1+R2+R3)=解方程可以得到：R=33.3QR2=300QR3=1000Q5.常識(shí)介紹(1)電表的等級(jí)根據(jù)我國(guó)國(guó)標(biāo)(GB)規(guī)定，電表的等級(jí)分為以下7級(jí)：0.10.20.51.01.52.55.0如果用A表示電表的量程，用K表示電表的等級(jí)，那么當(dāng)電表的指針指示某測(cè)量值時(shí)，該測(cè)量值的最大絕對(duì)誤差A(yù)N=AxK%例如量程15mA，等級(jí)為1.0級(jí)的毫安表，那么當(dāng)電表的指針指示某一測(cè)量值時(shí)，該測(cè)量值的最大絕對(duì)誤差為AN=15x1.0%=0.15mA(2)電表標(biāo)度盤(pán)各種符號(hào)的意義此表為根據(jù)國(guó)家規(guī)定的電氣儀表的主要技術(shù)性能在電氣儀表面板上的標(biāo)記。使用電表時(shí)，應(yīng)先認(rèn)真看清有關(guān)標(biāo)記，正確使用。如本實(shí)驗(yàn)所用的伏特表在表盤(pán)右下角標(biāo)有“”標(biāo)記，表示該表應(yīng)水平放置，不能豎立起來(lái)讀數(shù)。常見(jiàn)電氣儀表面板上的標(biāo)記測(cè)量